- Исследователи IMEC нашли способ выращивать лазеры непосредственно на кремнии
- Lasers IMEC используют арсенид галлия, материал, который, конечно, не подключается к кремнию
- Этот прорыв может снизить затраты и улучшить фотонные чипы для искусственного интеллекта и телекоммуникаций
Кремниевая фотоника использует свет для передачи данных, а не полагаться на электрические сигналы. Поскольку кремний не может производить свет эффективно, ему нужны лазеры в качестве источника света.
Помещение лазеров в чипсы было традиционно проблемой, поскольку кремний — материал, который обычно встречается в песке — не подходит для производства лазеров, и лучшие лазерные материалы, такие как арсенид галлия (GAAS), не работают с ним. Полем Существующие методы требуют подключения этих материалов к кремнию, процессу, который является дорогостоящим и расточительным.
Ученые Бельгийского исследовательского центра IMEC разработали решение этой проблемы, в которой лазеры выросли непосредственно до кремния. Это открытие может привести к более доступным и масштабируемым фотонному устройствам, которые могут преобразовать приложения в связи с передачей данных, машинного обучения и искусственного интеллекта.
Короткие длина волн
Подход IMECS, подробно описанный в статье, которая была опубликована в ПриродаПостроить на нано-экологически чистых дефектах, которые в противном случае снижали бы лазерную мощность.
Сначала вы запускаете кремниевую пластину со слоем диоксида кремния и травлением в траншеях в форме стрел. IEEE Spectrum описывает это). Арсенид галлия затем осаждается в этих траншеях, где он контактирует только на землю с кремнием. Это размещение держит все дефекты, похороненные в канаве и не позволяет им распространяться в приведенный выше лазерный материал.
Лазеры используют множественное квантовое фонтан с индий -дслая (IngAAS) в качестве оптического усиления и встроены в наделенную структуру диодации ручки. При комнатной температуре вы работаете с электрической инъекцией с непрерывной волной и достигаете порогов до 5 мА и выходной мощности до 1,75 МВт.
«В последние годы IMEC проделал новаторскую работу, технику, которая основана на SAG [selective-area growth] и искусство [aspect-ratio trapping] Чтобы выращивать III-V-Nano-Back с низким определением за пределами траншей »,-сказала Бернардет Кунерт, научный директор IMEC.
«Теперь IMEC использовала концепцию инженерии III-V-Nano-Ridge, чтобы продемонстрировать первое производство лазеров на электрической накачиваемой базе GAAS на стандартных 300-мм кремниевых пафере в Гаасе.
Нанориджские лазеры испускают свет с 1020 нанометрами, которые IEEE Spectrum Указано, что это более короткая длина волны, чем обычно используется в телекоммуникациях. Исследователи IMEC утверждают, что они активно работают над расширением длины волны и улучшению конструкции, чтобы уменьшить дефекты вблизи электрических контактов. В случае успеха этот подход может предложить масштабируемое и недорогое решение для интеграции лазеров в кремниевую фотонику и проложить путь для оптических высокопроизводительных устройств будущего.
Вы также могли бы понравиться
